电容去离子技术

电容去离子技术于 20 世纪 60 年代提出后，并未引起太多关注。于20世纪90年代后，碳气凝胶材料应用为电极，使得脱盐量有显著提升。之后兴起的纳米概念和相关材料，推动CDI技术质的飞跃。因为纳米尺度大大提升了电极的比表面积，从而使得该技术的应用成为较现实的话题，且该技术存在先天的低能耗优势，等。 这些引起国内外研究人员的大量关注和研究。目前，CDI在改进技术(如MCDI,FCDI),电极材料应用和能量循环利用等方面，均取得了重要进展。

电容去离子通过施加静电场强制离子向带有相反电荷的电极处移动。由于碳材料, 如活性炭和碳气凝胶等制成的电极, 不仅导电性能良好, 而且具有很大的比表面积, 置于静电场中时会在其与电解质溶液界面处产生很强的双电层。 双电层的厚度只有 1~10nm , 却能吸引大量的电解质离子, 并储存一定的能量。 一旦除去电场, 吸引的离子被释放到本体溶液中, 溶液中的浓度升高。 这样，完成吸附与解吸附的过程。

和传统的水溶液去离子方法相比, 电容去离子具有几方面重要的优势。例如, 离子交换是目前工业上从水溶液中去除阴阳离子, 包括重金属和放射性同位素的主要手段, 但这一过程产生大量的腐蚀性二次废水, 必须经过再生装置处理。而电容去离子与离子交换不同, 系统的再生不需要使用任何酸、碱和盐溶液, 只是通过电极的放电完成, 因此不会有额外的废物产生, 也就没有污染; 同蒸发这种热过程相比, 电容去离子具有很高的能量利用率; 和电渗析和

反渗透相比, 该方法还具有操作简便的优势，不需要提供高电势和额外压力驱动。

因为具有能耗低, 污染小, 易操作等优点, 电容去离子在很多方面都有着很大应用潜力, 包括家庭和工业用水软化、废水净化、海水脱盐、水溶性的放射性废物处理、核能电厂废水处理、半导体加工中高纯水的制备和农业灌溉用水的除盐等。